(57)【要約】【課題】  網点処理を用いて中間調表現を行う画像処理方法及び画像処理装置において、網点処理を行う際の階調値に対する局所的な階調特性の変動を補正して、階調特性を向上させること。【解決手段】  局所的な階調特性が変化する画素を特定して補正を行うことにより、網点の拡張方向が主走査方向から副走査方向に切り替わる場合や網点を構成する画素数が1画素以下というような網点の大きさが小さい場合においても、階調特性が変化しない画像処理方法及び画像形成装置を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
網点処理を用いて中間調表現を行う画像形成装置の画像処理方法において、
網点を構成する画素数が１画素以下となるような階調値の範囲を算出し、前記範囲内の階調値となる画素を検出することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
感光体上を露光装置によって光を照射することで潜像を形成し、前記潜像をトナーによって可視化して、印刷媒体上に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記印刷媒体の移動方向を副走査方向とし、かつ副走査方向と直交する方向を主走査方向とし、
網点を構成する画素が前記副走査方向に成長し、前記副走査方向に成長した画素の前記主走査方向の隣接画素が印刷されず、前記副走査方向に成長した画素について前記主走査方向に連続した１画素以下の画素となるような階調値の範囲を算出し、前記範囲内の階調値となる画素を検出することを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】
処理の対象画素を中心とした周囲の一定領域の画素について、同じ階調値の範囲で検出された画素の有無によって補正処理の判定を行うことを特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
【請求項４】
検出を行う階調値の範囲毎に検出結果を１bitで表し、処理の対象画素を中心とした周囲の一定領域について前記１bitの情報を用いて、パターンマッチング処理を行うことを特徴とする請求項３記載の画像処理方法。
【請求項５】
判定される補正処理の対象画素について、検出を行う階調値の範囲毎に異なる補正処理を行うことを特徴とする請求項３記載の画像処理方法。
【請求項６】
網点処理を用いて中間調表現を行う画像形成装置において、
網点を構成する画素数が１画素以下となるような階調値の範囲を算出し、前記範囲内の階調値をとる画素を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
感光体上を露光装置によって光を照射することで潜像を形成し、前記潜像をトナーによって可視化して、印刷媒体上に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記印刷媒体の移動方向を副走査方向とし、かつ副走査方向と直交する方向を主走査方向とし、
網点を構成する画素が前記副走査方向に成長し、前記副走査方向に成長した画素の前記主走査方向の隣接画素が印刷されず、前記副走査方向に成長した画素について前記主走査方向に連続した１画素以下の画素となるような階調値の範囲を算出し、前記範囲内の階調値となる画素を検出することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
処理の対象画素を中心とした周囲の一定領域の画素について、同じ階調値の範囲で検出された画素の有無によって補正処理の判定を行うことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
検出を行う階調値の範囲毎に検出結果を１bitで表し、処理の対象画素を中心とした周囲の一定領域について前記１bitの情報を用いて、パターンマッチング処理を行うことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
判定される補正処理の対象画素について、検出を行う階調値の範囲毎に異なる補正処理を行うことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１１】
感光体上の１画素の露光時間を制御するデータを変更することにより補正処理を行うことを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
感光体上の１画素の露光強度を制御するデータを変更することにより補正処理を行うことを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１３】
感光体上の１画素の露光時間を制御するデータの変更と露光強度を制御するデータの変更を組み合わせることにより補正処理を行うことを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ等の画像形成装置、特に中間調表現に網点処理を用いる画像形成装置及び画像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
代表的な画像形成装置である電子写真方式のプリンタにおいては、プリンタで印刷可能な最小単位の画素を１つまたは複数隣接させ、それらをある決められたパターンに配置して所謂ハーフトーンを形成することで中間調を表現する手法が広く利用されている。このハーフトーン化の方法として、網点を用いる方法、万線を用いる方法、ＦＭスクリーンと呼ばれる手法が代表的なものである。
【０００３】
網点を用いる方法は、電子写真方式のプリンタにおいて最も一般的な手法であり、１つまたは複数の画素で構成される網点が一定の間隔で格子状に配列されており、網点画像の濃度は、単位面積当たりの網点の面積によって表現される。網点配置の規則は一定であり、原画像の階調に応じて１つの画素の大きさを制御するか、点を構成する画素数を増やすか、あるいはその両方を用いることにより個々の網点の大きさを制御し、階調を表現する。この網点を用いる方法は、網点を構成する画素数によって再現可能な階調数が規定され、網点を構成する画素数が多ければ多いほど良好な階調特性を得ることができる。（例えば、特許文献１，２）
一般的にプリンタ等においては、印刷解像度が所謂オフセット印刷機よりも粗くなり、解像性を向上させるために細かい網点を用いようとすると、少ない画素数で網点を構成する必要が生じる。また画像形成方法によっても、網点形成時の形状の特性は異なってくる。
【０００４】
電子写真方式のプリンタは、用紙などの印刷媒体を移動させる副走査方向と、レーザーの走査方向となる主走査方向がある。主走査方向に網点を拡張させる場合と、副走査方向に網点を拡張させる場合とでは、データ上で同じ画素数を拡張したとしても、実印刷の際の面積の増分は同じとはならないことがある。このため網点の大きさを拡張させる際に、主走査方向への拡張と副走査方向への拡張の場合では、階調値の増分が同じであったとしても、実際の出力濃度は変わってしまい、階調特性が変化してしまう場合がある。
【０００５】
また、網点を構成する画素数が１画素以下というような網点の大きさが小さい場合については、レーザーの露光時間と実印刷の際の面積が比例しないため、階調特性は変化する。このような、ある特定の範囲の階調値を網点処理した場合のみに発生する局所的な階調特性の変動を補正するためには、従来のガンマ補正では対応が難しい。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３４１５２１号公報
【０００７】
【特許文献２】特開２００１−１８６３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、網点処理を行う際の階調値に対する局所的な階調特性の変動を補正して、階調特性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
網点処理を用いて中間調表現を行う画像形成装置において、網点を構成する画素数が１画素以下となるような階調値の範囲を算出し、その範囲内の階調値をとる画素を検出することを特徴とする画像処理方法及び画像形成装置とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、局所的な階調特性の変動を抑えることができ、印刷結果に対する階調とび等の画質劣化要因を抑えることができるため、画像形成装置によって形成された画質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図を用いて本発明の実施例を説明する。本実施例では、画像形成装置として電子写真方式のプリンタを用いることとする。
【００１２】
図１は、本発明が適用されるプリンタのブロック図である。プリンタ１００は、実際に印刷を行うプリンタエンジン１０１と、ネットワーク経由で上位装置（図示せず）から印刷ジョブデータを受信してプリンタエンジン１０１が印刷可能な印刷画像データに変換して転送するプリンタサーバー１０２、及び操作パネル１０３から構成されている。
【００１３】
図２は、プリンタエンジン１０１の概略を示すブロック図である。本実施例のプリンタエンジン１０１は、電子写真式のカラープリンタとする。プリンタエンジン１０１は、プリンタ制御部２０１、画像処理部K２０２、画像処理部C２０３、画像処理部M２０４、画像処理部Y２０５、画像形成部K２０６、画像形成部C２０７、画像形成部M２０８、画像形成部Y２０９、印刷機構部２１０を備えている。プリンタ制御部２０１は、プリンタエンジン１０１全体を制御する。画像処理部K２０２、画像処理部C２０３、画像処理部M２０４、画像処理部Y２０５は、プリンタサーバー１０２から受け取った印刷画像データに対して処理を行い印刷信号として、それぞれ画像形成部K２０６、画像形成部C２０７、画像形成部M２０８、画像形成部Y２０９へ転送する。画像形成部K２０６、画像形成部C２０７、画像形成部M２０８、画像形成部Y２０９は、それぞれブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色の画像を感光体ドラム上に形成し、印刷機構部２１０の中間転写ベルト上（図示せず）に転写する。印刷機構部２１０はプリンタ制御部２０１からの制御信号により実際の印刷動作を行う。
【００１４】
図３は、画像形成部K２０６、画像形成部C２０７、画像形成部M２０８、画像形成部Y２０９の構成を示す模式図である。これらの画像形成部は、ほぼ同じ構成であり、図３に示すような画像形成部が４つ並ぶ。レーザー制御装置３０１は、画像処理部から送られてきた印刷信号に基づいて、レーザーダイオード３０２を制御し、レーザーを発振させる。３０３は、レーザーダイオード３０２より発振されたレーザーのビーム径を、感光体３０８の表面上で絞るためのレンズである。３０４は、回転することによりレーザーダイオード３０２より発振されたレーザーをフォトセンサ３０７及び感光体３０８上に走査させるポリゴンミラーである。３０５は、ポリゴンミラー３０４で反射されたレーザーが感光体３０８上を走査する際の経路長の違いによる焦点距離の違いの補正を行うレンズである。３０６は、ポリゴンミラー３０４によって反射されたレーザーを、更に反射させて感光体３０８上を走査させるためのミラーである。感光体３０８は、レーザーの走査によって画像を形成し、印刷媒体に転写する現像媒体である。３０７は、レーザーの受光を検知してレーザー制御装置３０１にフィードバックするフォトセンサである。ここで、感光体３０８の回転方向を副走査方向，ポリゴンミラー３０４によって感光体３０８の表面上をレーザーが走査する方向を主走査方向とする。なお画像形成部は、図３には示していないが、感光体の表面を帯電する帯電器，レーザーで潜像化された画像をトナーによって顕像化させる現像機，顕像化された画像を中間転写ベルト等に転写する転写器，感光体表面上に残ったトナーを清掃する清掃機を備えている。また感光体３０８への照射は、レーザビーム走査方式でなくてＬＥＤヘッドを用いても良い。
【００１５】
図４にレーザー制御装置３０１の構成を示す。なお図４は、画像形成部K２０６内のレーザー制御装置について示しているが、画像形成部C２０７、画像形成部M２０８、画像形成部Y２０９についても同様の構成を持つものとする。同期信号生成回路４００は、プリンタ制御部２０１からの制御信号及びフォトセンサ３０７からの信号に基づいて同期信号の送出開始タイミングを決定し、レーザー制御装置３０１の各回路及び、画像処理部K２０２のエンジンＩＦ回路５０７へクロックを供給する。パルス幅制御回路４０１は、画像処理部K２０２から受け取った印刷信号に応じてパルス幅及び出力強度の制御を行い、レーザースイッチング信号として、レーザー制御回路４０２に出力する。ここで、パルス幅制御回路４０１が受け取る印刷信号の内容は、１画素に対する露光時間を制御する階調データ４bitと、パルス幅を左に寄せるか右に寄せるかを制御する方向データ２bitと、露光強度が強いか弱いかを制御する強度データ１bitの合計７bitのデータである。レーザー制御回路４０２はレーザースイッチング信号によりレーザーダイオード３０２からレーザーを発振させ、感光体３０８上に画像を形成する。
【００１６】
図５に画像処理部K２０２の構成を示す。画像処理部C２０３、画像処理部M２０４、画像処理部Y２０５についても同様の構成である。全体制御回路５００は、画像処理部K２０２全体の動作を制御する。サーバーＩＦ回路５０１は、バッファメモリを有し、プリンタサーバー１０２から受け取った印刷画像データを一旦バッファメモリ内に保持し、全体制御回路５００からの指示により、エッジスムージング処理回路５０２、ディザ処理回路５０３、特定階調検出処理回路５０４に印刷画像データを送る。
【００１７】
ここで、プリンタサーバー１０２からの画像データの転送は、図６に示すように、１６ラスタずつデータが送られる。この１６ラスタのうち、実際に印刷を行うラスタはラスタ＃４〜＃１１の８ラスタであり、ラスタ＃０〜＃３及びラスタ＃１２〜＃１５のラスタ情報については、後述するエッジスムージング処理、及び特定階調補正処理で使用する。また１回目のデータ転送時は、図７に示すように、印刷データの先頭ラスタをラスタ＃４とするので、ラスタ＃０〜＃３については空白データ“０”が送られ、最後のデータ転送についても、データが存在しない部分については空白データ“０”が送られる。ここで送られるデータは、各画素につき８bitである。
【００１８】
エッジスムージング処理回路５０２は、サーバーＩＦ回路５０１から１６ラスタ全てのデータを受け取り、印刷対象画素を中心に最大で９×９画素の範囲の情報を用いて予め登録されている複数のパターンと照合する。対応するパターンがあった場合は、そのパターンに対応する階調データ４bit＋方向データ２bit＋強度データ１bitの合計７bitをデータ選択処理回路５０６に出力し、一致するパターンが無ければ７bit全てを０として出力する。
【００１９】
ここで、受け取った画像データを処理する順序は、図８に示す通り、副走査方向１列のデータに対してラスタ＃４から順にラスタ＃１１まで処理し、次に主走査方向の隣の列について処理を行い、これを繰り返すことにより、８ラスタのデータを処理する。これは、ディザ処理回路５０３、特定階調検出処理回路５０４、ディザ補正処理回路５０５、データ選択処理回路５０６も同様である。
【００２０】
ディザ処理回路５０３は、サーバーＩＦ回路５０１から実際の印刷対象となるラスタ＃４〜＃１１の８ラスタのデータを受け取り、まずディザ処理回路内のガンマテーブルを用いてガンマ補正を行い、次にディザ処理回路内のディザテーブルを用いて網点処理を行い、ガンマ補正後の階調データ８bitをレーザー制御回路４０２で扱うことのできる階調データ４bitにしてディザ補正処理回路５０５へ出力する。本実施例で用いる網点パターンの成長する順序及び閾値の例を図１０に示す。ここで示す網点パターンのマトリクスは４×４の正方形となっており、各画素が、階調値＞閾値の場合はその１ドットを全幅で露光させるため、４bitのデータ「１５」を出力し、閾値≧階調値＞閾値−１５の場合は、その１ドットを１ドット全幅より短い幅で露光させるため、演算結果の値に応じて４bitのデータ「１〜１４」を出力し、閾値−１５≧階調値の場合は、その１ドットを露光させないため、４bitのデータ「０」を出力する。
【００２１】
特定階調検出処理回路５０４の構成を図９に示す。特定階調検出処理回路５０４は、特定階調検出２値化処理回路、バッファ回路、パターンマッチング処理回路を１つのセットとし、検出を行う階調の範囲の数だけ、このセットを用意する。図９に示す構成の場合、４セット回路があるので４つの階調帯を検出することができる。特定階調検出２値化処理回路９００，９０１，９０２，９０３は全く同じ構成の回路であり、与えるパラメータのみが異なる。特定階調検出２値化処理回路９００に与えるパラメータは、検出を行う階調の範囲の上限の階調値ThHと下限の階調値ThLであり、サーバーＩＦ回路５０１から受け取った階調値Pに対して、ThH≧P＞ThLとなった場合に“１”、それ以外の場合は“０”を、バッファ回路９０４へ出力する。ここで、図１１に、図１０に示す網点パターンを用いた場合の特定階調検出２値化処理回路９００，９０１，９０２，９０３によって検出される場合の階調値と、そのときの印刷結果の模式図を示す。図１１に示す場合の階調値を処理した場合の網点は、網点を構成する画素数が１画素以下か、あるいは網点が副走査方向に成長した場合の網点である。網点は主走査方向に成長させる場合、特に全幅露光されるドットの隣接ドットの場合、レーザーの露光時間に対して形成される画像の面積は比較的リニアリティが高いが、図１１に示すような場合に発生する主走査方向に単独で１dot以下の露光を行うドットの場合は、リニアリティが比較的低い。このため、図１１に示すような場合の階調値の画素の検出を行い、検出した場合は“１”を、検出しなかった場合は“０”を１bitの検出情報としてバッファ回路９０４へ出力する。
【００２２】
図１２にバッファ回路９０４が保持する特定階調検出情報の範囲の模式図を示す。バッファ回路９０５，９０６，９０７についても同様である。バッファ回路９０４は、印刷ラスタ＃４〜＃７の各画素について、特定階調検出２値化処理回路９００から出力された検出情報が、それら印刷ラスタの画素を中心として少なくとも３×３の範囲で情報を保持できるようにする。パターンマッチング処理回路９０８は、印刷ラスタ＃４〜＃７の各画素について、予め登録されているパターンと、バッファ回路９０４に保持されている、対象画素を中心とした３×３の範囲の検出情報を比較し、一致した場合に“１”を、一致しなかった場合は“０”を１bitの補正情報としてディザ補正処理回路５０５へ出力する。これにより、周囲の隣接画素の階調値が同じ階調帯であることが判別できる。本処理は対象画素について、図１２中に示す矢印の方向に１画素ずつ処理を行う。パターンマッチング処理回路９０９，９１０，９１１についても同様である。特定階調検出処理回路５０４からは、合計４bitの補正情報が出力される。
【００２３】
ディザ補正処理回路５０５は、ディザ処理回路５０３から出力される４bitの階調値と特定階調検出処理回路５０４から出力される補正情報４bitを調べ、階調値４bitの値が１〜１４であり、補正情報のビットいずれかが１であった場合、補正情報に応じて階調値に補正を行い、データ選択処理回路５０６に補正後の階調値４bit＋露光強度１bitの合計５bitを出力する。補正を行わない場合は、ディザ処理回路５０３から出力された４bitの階調値そのままと露光強度１bitの合計５bitを出力データ選択処理回路５０６へ出力する。補正を行わない場合の露光強度は、通常であることを示す“０”とし、補正を行う場合の露光強度は、対応する補正値に従う。このとき、特定階調検出処理回路５０４内の処理において、隣接画素も同じ階調の範囲であることが保証されるので、網点閾値との兼ね合いにより、階調値４bitの値が１〜１４の場合は、主走査方向の隣接画素のディザ処理回路５０３による網点処理後の階調値４bitの値は必ず０となる。
【００２４】
データ選択処理回路５０６は、エッジスムージング処理回路５０２から出力される７bitのデータとディザ補正処理回路５０５から出力される５bitデータを調べ、エッジスムージング処理回路５０２から出力された７bitのデータが０以外であればその値を、０であればディザ補正処理回路５０５から出力された５bitのデータにドットの成長方向が左から右であることを示す２bitの信号を付加して合計７bitの信号として、エンジンＩＦ回路５０７へ出力する。
【００２５】
エンジンＩＦ回路５０７は、バッファを持ち、データ選択処理回路５０６から出力される７bitのデータを一旦バッファに保持し、レーザー制御装置３０１から供給されるクロックに同期して７bitのデータをレーザー制御装置３０１に出力する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】プリンタの構成を示すブロック図である。
【図２】プリンタエンジンの構成を示すブロック図である。
【図３】画像形成部の構成を示す模式図である。
【図４】レーザー制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図６】転送する画像データのラスタと印刷を行うラスタの関係を示す図である。
【図７】転送する画像データのラスタと実際のデータの関係を示す図である。
【図８】画像データを処理する順序を示す図である。
【図９】特定階調検出処理回路の構成を示すブロック図である。
【図１０】網点パターンの成長する順序及び閾値の例を示す図である。
【図１１】階調値と印刷結果の関係を示す模式図である。
【図１２】バッファ回路が保持する特定階調検出情報の範囲を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１００…プリンタ、１０１…プリンタエンジン、１０２…プリンタサーバー、１０３…操作パネル、２０１…プリンタ制御部、２０２…画像処理部K、２０３…画像処理部C、２０４…画像処理部M、２０５…画像処理部Y、２０６…画像形成部K、２０７…画像形成部C、２０８…画像形成部M、２０９…画像形成部Y、２１０…印刷機構部、３０１…レーザー制御装置、３０２…レーザーダイオード、３０３…レンズ、３０４…ポリゴンミラー、３０５…レンズ、３０６…ミラー、３０７…フォトセンサ、３０８…感光体、４００…同期信号生成回路、４０１…パルス幅制御回路、４０２…レーザー制御回路、５００…全体制御回路、５０１…サーバーＩＦ回路、５０２…エッジスムージング処理回路、５０３…ディザ処理回路、５０４…特定階調検出処理回路、５０５…ディザ補正処理回路、５０６…データ選択処理回路、５０７…エンジンＩＦ回路、９００，９０１，９０２，９０３…特定階調検出２値化処理回路、９０４，９０５，９０６，９０７…バッファ回路、９０８，９０９，９１０，９１１…パターンマッチング処理回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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